高中物理 必修一
第二章 匀变速直线运动的研究
第四节 打点计时器的使用
电磁打点计时器的使用步骤和注意要点
1.使用步骤
（1）把打点计时器固定在桌子上，将纸带穿过限位孔，复写纸套在定位轴上，并压在纸带上。
（2）将打点计时器的两个接线柱分别与交流电源相连．(电磁打点计时器接交流电源4～6V。)
（3）打开电源开关，按实验需要使纸带运动，在纸带上打出一系列的点。
（4）取下纸带，根据具体情况选出计数点，按实验要求进行测量计算。
2.使用要点及注意事项
（1）打点计时器使用的是低压交流电源，它的工作电压为4V-6V，频率为50Hz，如果电压过高会烧毁计时器线圈，如果电压过低，会出现不打点或打点不清的情况．至于交流电的频率，我国生产和生活用的交流电频率都是50Hz，周期是0.02s，比较稳定，一般都满足要求．
（2）为使打点的频率比较稳定，要求打点计时器的振动片的固有频率也是50Hz，使之发生共振现象，振动片的长度可在一定范围调节，通过改变振动片的长度来调节它的固有频率．
（3）实验前要检查打点的清晰情况，必要时应调整振针的高度，振针过高时打不上点，过低时会打出短线，还会对纸带产生过大的阻力；振动片和振针要固定好，不能让它松动，否则会出现漏点或双点．
（4）所用纸带要平整，如果纸带不平整，可能出现点迹不清，漏点或点间距离不准（在纸带有褶皱时两点间间隔和展平后两点间间隔不等）等现象，一般来说使用的是专用纸带，比较平整，个别有褶皱的纸带不要用或熨平后再用．复写纸应安装在纸带的上面，专用复写纸只有一面有复印油墨的一面应朝下和纸带接触．
（5）在打点计时器系列实验中，纸带与打点计时器之间的摩擦是引起实验误差的主要原因之一，所以在实验前首先要放正打点计时器的位置，使纸带在移动过程中不与限位孔的侧壁相碰．
（6）在使用打点计时器时，应先接通电源，待打点计时器工作稳定时，再放开纸带；打点计时器属于间歇性工作仪器，每打完一条纸带，应及时切断电源，并将定位轴上的复写纸片换个位置，以保证打点清晰．
（7）选择记时点时，不一定从运动开始打下的第一个点算起，往往要排除初段密．在数据的处理，往往为了计算的方便会采取计算点而不是计时点．
电火花点计时器的使用步骤和特点
1.电火花打点计时器使用步骤
1．把电火花计时器固定在桌子上，检查墨粉纸盘是否已经正确地套再纸盘轴上，检查两条白纸带是否已经正确地穿好，墨粉纸盘是否夹再两条纸带之间。
2．把计时器上的电源插头插在交流220V电源插座上。
3．按下脉冲输出开关，用守水平地拉动拉动两条纸带，纸带上就打上一列小点。
2.特点
解释电火花计时器与电磁打点计时器一样，是靠电流方向的改变来改变磁铁的磁场方向，从而促使振动片上下振动，并且振动片的振动周期与电源的电流变化周期一致。
电火花计时器使用中运动阻力极小，这种极小阻力来自于纸带运动的本身，而不是打点产生的，因而系统误差小，计时精度与交流电源频率的稳定程度一致（脉冲周期不大于50μs，这一方面也远优于电磁打点计时器），同时它的操作简易，使用安全可靠（脉冲放电电流平均值不大于5μA）。
打点计时器的应用
为打点计时器打下的纸带．选点迹清楚的一条，舍掉开始比较密集的点迹，从便于测量的地方取一个开始点O，然后每5个点取一个计数点A、B、C、D …．测出相邻计数点间的距离s1、s2、s3 … 利用打下的纸带可以：
热点一 实验操作及数据处理
例：[2013·广东卷]研究小车匀变速直线运动的实验装置如图a所示，其中斜面倾角θ可调。打点计时器的工作频率为50 Hz。纸带上计数点的间距如图(b)所示，其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出。
部分实验步骤如下：
A．测量完毕，关闭电源，取出纸带
B．接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车
C．将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连
D．把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔
上述实验步骤的正确顺序是：__________(用字母填写)。
(2)图(b)中标出的相邻两计数点的时间间隔T＝______ s。
(3)计数点5对应的瞬时速度大小计算式为v5＝________。
(4)为了充分利用记录数据，减小误差，小车加速度大小的计算式应为a＝________。
总结：
(1)运动性质的判断：看相邻计数点间的距离特点。
(2)瞬时速度求解：采用平均速度法求某一点的瞬时速度。
(3)加速度的求解：计数点间距离的给定有两种：相邻计数点间距离和各计数点到O点的距离，计算时后者要先转换为前者，如框图所示。
热点二 拓展创新实验
视角1 实验器材的改进
(1)气垫导轨替代长木板，可以保证小车做真正的匀加速直线运动
(2)频闪照相机或光电计时器替代打点计时器
视角2 在新情景下完善实验步骤及数据分析
例：(2014·全国卷)现用频闪照相方法来研究物块的变速运动。在一小物块沿斜面向下运动的过程中，用频闪相机拍摄的不同时刻物块的位置如图所示。拍摄时频闪频率是10 Hz；通过斜面上固定的刻度尺读取的5个连续影像间的距离依次为x1、x2、x3、x4。已知斜面顶端的高度h和斜面的长度s。数据如下表所示。重力加速度大小g＝9.80 m/s2。
根据表中数据，完成下列填空：
(1)物块的加速度a＝________m/s2(保留3位有效数字)。
(2)因为________________，可知斜面是粗糙的。
每日一个知识点
目录
高中物理必修一 运动与力
一.运动的描述
1.质点、参考系
2.时间与位移
3.速度、加速度
4.实验：用打点计时器测速度
二．匀变速直线运动的研究
1.匀速直线运动
2.匀变速直线运动
3.自由落体运动
4.打点计时器的使用
5.x-t图像与v-t图像的比较
三．相互作用
四．牛顿运动定律
未完待续
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